塑料管道的溶剂粘接施工

摘要：介绍了塑料管道(UPVC、CPVC、ABS)的主要连接方式——溶剂粘接及相关的溶接剂、锥形承口等，详细描述了溶剂粘接在管道施工中的具体操作步骤及注意要点，总结了不同环境、管径相应接口的固化时间及粘接剂用量。

关键词：塑料管道 溶剂粘接 固化

　　溶剂粘接是塑料管道的连接方式之一，适用于UPVC、CPVC、ABS管的连接。在安装过程中，正确的粘接操作至关重要。

1　溶接剂

　　溶接剂一般由高分子树脂及其溶剂以一定的比例组成。为适应不同管径及气候环境下的粘接操作，溶接剂可分为低、中、高粘度3种，其粘度值依次为90～150、500～1600和1600(mPa·s)以上。一般，管径越大所使用的溶接剂粘度要求越高(便于大口径管道的涂刷)，而中等粘度的溶接剂对管径的适用范围较广。溶剂及溶接剂为易燃、易挥发、刺激性物质，使用时应加以注意。对于常用的中、低粘度溶接剂要求：①应呈自由流动状态(不得为凝胶体)，在未搅拌情况下不得有分层现象和析出物；②溶接剂内不得有团块、不溶颗粒或其他影响粘接强度的杂质；③对于UPVC管道，固化1、24和336h的剪切强度应分别为：P1≥0.6MPa、P2≥2.0MPa、P3≥5.0MPa［系英国标准，温度为(23±1)℃］。

2　溶剂粘接　

2.1 承口
　　溶剂粘接型承口一般为锥形(Taper Socket)，即其口部直径比根部稍大。对锥度大小的规定是确保承口内表面与插口外表面经溶解后能溶合或粘合成一体且达到相应强度的必要条件。承口锥度及尺寸在有关标准中有不同的规定，国标中锥度偏小，规定管材自然试插承口的深度约为其承口长度的1/3～3/4。
2.2 工艺
　　将适量的溶接剂(必要时需预粘剂)涂刷于塑料管道的承、插面，使其充分溶解、软化，在承、插面湿润软化的状态下施加均和的外力令承、插面连接并初步固化，再经一定时间后可达到使用强度。
2.3　注意事项
　　①粘接表面须被充分溶解、软化。通过溶接剂、适宜的溶剂(预粘剂)或两者的共同作用使粘接表面达到软化和渗透的效果；在某种情况下(如寒冷环境中)采用适宜的溶剂通常比单独使用溶接剂能更快地渗透并使表面迅速软化。
　　②涂胶层须有足够的厚度，必须涂抹足够的溶接剂以填满粘接部位的缝隙。此外，足够的溶接剂涂层能渗透材料(管道)表面并且较厚的涂胶层能保持长时间的湿润状态，使其在连接时仍保持表面湿润。
　　③连接时粘接表面须处于均匀的湿润、软化状态。如果承口(管件)和插口(管材)的表层在连接时均匀、湿润且软化，则两个表面会很快结合而成为同一溶胶层，否则会出现“干粘”(两表面不能溶在一起)现象。为此，需选择宽为1/3～1/2管径的毛刷及敞口容器，使涂胶快速并有足够的厚度。
　　④插口插至承口根部时，当湿润、软化的粘接表面受均和的外力挤压、重叠并溶合之初，两粘接表面溶接剂尚未初步固化(结合为一体)，两者相互排斥，此时须保持施力1～3min至初步固化以免滑脱。当套接较松(试插深度超过3/4)时需增加涂刷溶接剂的次数，让其初步干结后再次涂刷，以增加粘接面的胶层厚度。
　　⑤固化时间T溶合面＜T粘合面。因为粘接面贴合紧密的溶合部位强度要比有缝隙的粘合部位强度增长得更快，故对套接(试插)有一定要求，套接较松的粘接 面需更长的固化时间。

3　施工步骤

　　施工前应按设计图纸的管径和现场核准的长度(注意扣除管、配件的长度)进行截管。
　　截管工具宜选用割刀、细齿锯或专用断管机具；截口端面应平整并垂直于管轴线(可沿管道圆周作垂直管轴标记再截管)；应去掉截口处的毛刺和毛边并磨(刮)倒角(可选用中号砂纸、板锉或角磨机)，倒角坡度宜为15～20°，倒角长度约为1.0mm(小口径)或2～4mm(中、大口径)。
　　①一般要求。管道粘接不宜在湿度很大的环境下进行，操作场所应远离火源，防止撞击和避免阳光直射，在温度≤-5℃环境中不宜操作。UPVC、CPVC及ABS管道须分别选用其专用溶接剂，不得混用。
　　②表面处理。管材和管件在粘合前应用棉纱或干布将承、插口处粘接表面擦拭干净，使其保持清洁确保，无尘砂与水迹；当表面沾有油污时须用棉纱或干布蘸丙酮等清洁剂将其擦净；棉纱或干布不得带有油腻及污垢；当表面粘附物难以擦净时，可用细砂纸打磨。
　　③试插及标线。粘接前应进行试插以确保承、插口配合情况符合要求，并根据管件实测承口深度在管端表面划出插入深度标记(粘接时须插入深度即承口深度)，对中、大口径管道尤其须注意。
　　④毛刷及器具。涂抹溶接剂时应使用鬃刷或尼龙刷，刷宽应为管径的1/3～1/2，并宜用带盖的敞口容器盛装，随用随开。
　　⑤涂胶。涂抹溶接剂时须先涂承口，后涂插口(管径≥90mm的管道承、插面应同时涂刷)，重复2～3次，宜先环向涂刷再轴向涂刷，溶接剂涂刷承口时由里向外，插口涂刷应为管端至插入深度标记位置，溶接剂涂抹应迅速、均匀、适量，粘接时保持粘接面湿润且软化。
　　⑥连接及初步固化。承、插口涂抹溶接剂后应立即找正方向将管端插入承口并用力挤压，使管端插入至预先划出的插入深度标记处(即插至承口底部)，并保证承、插接口的直度；同时须保持必要的施力时间(管径＜63mm的约为30～60s，管径≥63mm的约为1～3min)以防 止接口滑脱。当插至1/2承口再往里插时宜稍加转动，但不应超过90°，不应插到底部后进行旋转。
　　⑦中、大口径管道(管径≥90mm)。溶剂粘接时的承、插连接须特别注意选择合适的毛刷(宽度)，并尽快涂刷和使用足够的溶接剂，两面同时涂刷完毕应立即将插口插入承口，并施加较大的、均和的承、插连接力(如增加操作人员、使用手动葫芦等拉紧工具)，插接过程严禁使用(或借助)锤子等击打。
　　⑧清理。承、插口粘接后应将挤出的溶接剂擦净。

4　固化时间及用量

　　固化即溶接剂通过溶剂挥发形成凝胶，通过化学反应使溶接剂与被粘物体在界面上逐步形成最大粘接力的过程。初步固化亦称凝胶，即溶剂粘接面达到可承受搬运、安装所需的强度。温度、时间、湿度是溶剂挥发、化学反应的3个重要参数(即固化工艺的影响因素)。各种溶接剂具有其特定的固化温度，而温度和固化时间具有一定关系，即固化温度高，需要时间短；反之则时间长，但若低于固化规定温度，即使时间再长固化过程也无法完成；高于固化温度时虽然固化时间缩短，但因固化速度太快，胶层变脆，其粘接强度下降。湿度亦影响溶剂的挥发。使用优质的溶接剂、预粘剂且按规范操作的UPVC、CPVC管道接口所需的初步固化时间及固化时间分别见表1、2，单个承口的溶接剂用量参考值见表3。

5 低温及高温环境下的粘接

　　常温及稍高于常温的天气对溶接剂的挥发及化学反应最为适宜，当环境温度为低温或高温时需采取相应措施：
5.1 低温(≤5 ℃)
　　①宜使用预粘剂以加快材料的浸润、溶胀；
　　②涂胶次数要比常温时增加2次以上，固化期更长；
　　③粘接处理尽可能使其处于一个较暖和的环境(如避免在早、晚操作)；
　　④溶接剂不用时应放在温暖的地方并保持其流动性，如发现有结冻现象，应使用温水温热，不得用明火烘烤；
　　⑤特别注意要抹干潮湿的水气(包括冰或雪水)；
　　⑥可能的话应置于阳光下晒数小时以使温度有所升高；
　　⑦粘接口初步固化时间较长，故作粘接处理时需避免前面粘接口受扭转、冲击等影响。
5.2 高温
　　高温时阳光的长期照射会导致管道的表面温度达到65℃，超过了最高粘接温度38℃，这时应注意：
　　①用带水的湿布擦拭管道表面可降低管道温度，但须确保涂胶前管道表面的水分已干掉；
　　②尽可能在粘接前将管端、管件及溶接剂置于阴凉处；
　　③涂胶完毕后尽快将管道(插口)与管件(承口)连接；
　　④在早上或傍晚时分进行粘接操作。

6　结语

　　 塑料管道的溶剂粘接方式应用广泛且操作简单，但对其工艺实质的掌握颇为关键，应根据环境温度及湿度变化、管径规格的不同选择相应的操作方法及固化时间。